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JP7088092B2 - Balance training device and control program for balance training device - Google Patents

Balance training device and control program for balance training device Download PDF

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Description

本発明は、バランス訓練装置およびバランス訓練装置の制御プログラムに関する。 The present invention relates to a balance training device and a control program for the balance training device.

脚の不自由な患者がリハビリ訓練を行うための訓練装置が普及しつつある。例えば、訓練を行う訓練者を踏み板の上に立たせてその重心位置を観察し、踏み出しを促したり転倒を防いだりするために、踏み板を駆動手段で移動させる訓練装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Training devices for lame patients to perform rehabilitation training are becoming widespread. For example, a training device is known in which a trainee who trains is made to stand on the tread to observe the position of the center of gravity, and the tread is moved by a driving means in order to encourage the trainer to step out or prevent the fall. See Patent Document 1).

特開2015-100477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-100477

踏み板が訓練装置に対して微小量移動する構成では、訓練者は原則として床面に対して直立した状態を維持するので、環境の変化に乏しく、訓練者のモチベーションを維持することが困難である。特に訓練試行にゲーム性を与える場合には、ゲームに連動して大きな体感が得られるほど、訓練者は意欲を持って訓練試行に臨むことができる。そこで、バランス訓練装置に移動台車を設け、訓練者を搭乗させた状態でバランス訓練装置ごと移動させる構成がリハビリ訓練に効果的であることがわかってきた。 In a configuration in which the tread moves a small amount with respect to the training device, the trainer maintains an upright position with respect to the floor surface in principle, so that there is little change in the environment and it is difficult to maintain the trainer's motivation. .. In particular, when giving a game property to a training trial, the trainee can enthusiastically approach the training trial so that a great experience can be obtained in conjunction with the game. Therefore, it has been found that a configuration in which a mobile trolley is provided in the balance training device and the trainee is moved together with the balance training device is effective for rehabilitation training.

しかし、このようなバランス訓練装置においては、訓練者の回復度合いに応じて、例えば、台車の加速度、移動速度等の訓練の難易度を調節する必要がある。特に、訓練者の回復度は、訓練者の年齢、体力等によって訓練の進捗速度が異なるため訓練者毎に細かな難易度の設定を行う必要がある。 However, in such a balance training device, it is necessary to adjust the difficulty level of training such as acceleration and moving speed of the bogie according to the degree of recovery of the trainee. In particular, as for the degree of recovery of the trainee, it is necessary to set the difficulty level in detail for each trainer because the progress speed of the training differs depending on the age, physical strength, etc. of the trainer.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、バランス機能に疾患を有する訓練者がリハビリ訓練において訓練の難易度を訓練者に応じて調節することができるバランス訓練装置等を提供するものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a balance training device or the like capable of adjusting the difficulty level of training in rehabilitation training by a trainer having a disease in balance function according to the trainer. Is to provide.

本発明の第1の態様におけるバランス訓練装置は、駆動部を駆動することにより移動面上を移動可能な移動台車と、前記駆動部を駆動して、予め設定された揺動パターンに従って前記移動台車を移動させる移動制御部と、前記移動台車に立つ訓練者の状態の乱れが所定の範囲から外れたことを検出する姿勢検知センサと、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の検出結果に基づき、前記揺動パターンを変更して移動台車を移動させる訓練の難易度を変更することを前記移動制御部に指示する難易度設定部と、を有する。 The balance training device according to the first aspect of the present invention is a moving trolley that can move on a moving surface by driving a driving unit, and the moving trolley that drives the driving unit and follows a preset swing pattern. A movement control unit that moves the trainee, a posture detection sensor that detects that the disorder of the state of the trainee standing on the moving carriage is out of a predetermined range, and detection of the state of the trainee notified from the posture detection sensor. Based on the result, it has a difficulty setting unit for instructing the movement control unit to change the difficulty level of the training for moving the moving carriage by changing the swing pattern.

このように、訓練による訓練者の姿勢の乱れの大きさを検出して訓練の難易度を変更することで訓練者に適した訓練を訓練者に提供することができる。 In this way, it is possible to provide the trainee with training suitable for the trainer by detecting the magnitude of the posture disorder of the trainer due to the training and changing the difficulty level of the training.

上記姿勢検知センサは、前記移動台車に取り付けられる手すりに設けられる手すりセンサ、前記手すりと前記手すりを支持する支柱との間に設けられる圧力センサ、前記訓練者の身体の一部に取り付けられ前記訓練者の生態情報を検知する生体センサ、前記移動台車に取り付けられ前記訓練者の姿勢を撮影するカメラ、の少なくとも1つを含むものであっても良い。 The posture detection sensor is a handrail sensor provided on a handrail attached to the mobile carriage, a pressure sensor provided between the handrail and a support column supporting the handrail, and the training attached to a part of the trainee's body. It may include at least one of a biological sensor that detects the ecology information of the person and a camera that is attached to the mobile vehicle and captures the posture of the trainee.

また上記の難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が第1の規定値を超えた場合に前記難易度を低下させるものであってもよい。 Further, the difficulty level setting unit is described in the case where the duration of the state in which the trainee's state collapse notified from the posture detection sensor is out of the predetermined range exceeds the first specified value. It may be something that reduces the degree.

また上記の難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が前記第1の規定値よりも大きな第3の規定値を超えた場合に前記移動制御部に前記訓練を中止することを支持するものであってもよい。 Further, in the above-mentioned difficulty setting unit, the duration of the state in which the collapse of the state of the trainee notified from the posture detection sensor is out of the predetermined range is longer than the first specified value. It may support the movement control unit to stop the training when the specified value is exceeded.

また、上記の難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の時間の積算値が、予め決まった長さの判定閾値期間内の所定の割合を超えた場合に前記難易度を低下させるものであってもよい。 Further, in the above-mentioned difficulty setting unit, the integrated value of the time when the collapse of the state of the trainee notified from the posture detection sensor is out of the predetermined range is a determination threshold value having a predetermined length. The difficulty level may be reduced when the predetermined ratio within the period is exceeded.

また、上記の難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲内である状態の継続時間が、第2の規定値に基づき設定される難易度上昇判定期間以上となった場合に前記難易度を上昇させるものであってもよい。 Further, in the difficulty level setting unit, the duration of the state in which the collapse of the state of the trainee notified from the posture detection sensor is within the predetermined range is set based on the second specified value. The difficulty level may be increased when the degree increase determination period is exceeded.

また、第2の態様におけるバランス制御装置の制御プログラムは、移動面上を移動する移動台車に訓練者が立ってバランス訓練を行うバランス訓練装置の制御プログラムであって、前記移動台車を移動させる駆動部を駆動して、予め設定された揺動パターンに従って前記移動台車を移動させる移動制御ステップと、前記訓練者の状態の乱れが所定の範囲から外れたことを検出する姿勢検知ステップと、前記姿勢検知ステップにおいて通知される前記訓練者の状態の検出結果に基づき、前記揺動パターンを変更して前記移動台車を移動させる訓練の難易度を変更する難易度設定ステップと、をコンピュータに実行させる。このような制御プログラムによって制御されたバランス訓練装置によれば、訓練による訓練者の姿勢の乱れの大きさを検出して訓練の難易度を変更することで訓練者に適した訓練を訓練者に提供することができる。 Further, the control program of the balance control device in the second aspect is a control program of the balance training device in which a trainee stands on a moving trolley moving on a moving surface to perform balance training, and is a drive for moving the moving trolley. A movement control step for driving the unit to move the moving vehicle according to a preset swing pattern, a posture detecting step for detecting that the trainee's state disorder is out of a predetermined range, and the posture. Based on the detection result of the state of the trainee notified in the detection step, the computer is made to execute the difficulty setting step of changing the swing pattern and changing the difficulty level of the training to move the moving carriage. According to the balance training device controlled by such a control program, the training suitable for the trainer is given to the trainer by detecting the magnitude of the posture disorder of the trainer due to the training and changing the difficulty level of the training. Can be provided.

本発明により、バランス機能に疾患を有する訓練者がリハビリ訓練を行う際に訓練者の身体能力に応じた難易度の訓練を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when a trainee having a disease in balance function performs rehabilitation training, it is possible to provide training of a difficulty level according to the physical ability of the trainee.

実施の形態1にかかる訓練装置の概略斜視図である。It is the schematic perspective view of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる訓練装置のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる訓練装置の機能を説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining the function of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる訓練装置の訓練の難易度を説明する図である。It is a figure explaining the difficulty degree of the training of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる訓練装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる訓練装置における訓練の難易度の変化を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the change of the difficulty level of training in the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態2にかかる訓練装置における訓練の難易度の変化を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the change of the difficulty level of training in the training apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態3にかかる訓練装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the training apparatus which concerns on Embodiment 3. 実施の形態3にかかる訓練装置の難易度アップ処理の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the difficulty level up process of the training apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態4にかかる訓練装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the training apparatus which concerns on Embodiment 4. 実施の形態5にかかる訓練装置の機能を説明する概略図である。It is the schematic explaining the function of the training apparatus which concerns on Embodiment 5. 実施の形態6にかかる訓練装置の機能を説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining the function of the training apparatus which concerns on Embodiment 6. 実施の形態7にかかる訓練装置の機能を説明する概略図である。It is the schematic explaining the function of the training apparatus which concerns on Embodiment 7. 実施の形態8にかかる訓練装置の機能を説明する概略図である。It is the schematic explaining the function of the training apparatus which concerns on Embodiment 8.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。また、以下の説明では、複数の実施の形態において共通する構成要素については、1つの実施の形態の説明で説明して、他の実施の形態の説明では、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the invention according to the claims is not limited to the following embodiments. Moreover, not all of the configurations described in the embodiments are indispensable as means for solving the problem. Further, in the following description, the components common to the plurality of embodiments will be described in the description of one embodiment, and the description will be omitted in the description of the other embodiments.

実施の形態1
図1は、実施の形態1にかかるバランス訓練装置の一例としての訓練装置100の概略斜視図である。訓練装置100は、片麻痺などの障害を持つ障害者が歩行に必要な重心移動を習得するためや、足関節に障害を抱える患者が足関節機能を回復させるための装置である。例えば、足関節機能を回復させたい訓練者900がバランスを取りつつ訓練装置100に搭乗を続けようとすると、訓練装置100は、訓練者900の足関節にリハビリ効果を期待できる程度の負荷を与えることができる。
Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic perspective view of a training device 100 as an example of the balance training device according to the first embodiment. The training device 100 is a device for a handicapped person with a disability such as hemiplegia to acquire the movement of the center of gravity necessary for walking, and for a patient with a disability in the ankle joint to recover the ankle joint function. For example, when a trainer 900 who wants to restore ankle joint function tries to continue to board the training device 100 while maintaining a balance, the training device 100 gives a load to the ankle joint of the trainer 900 to the extent that a rehabilitation effect can be expected. be able to.

訓練装置100は、リハビリ施設の床面等を移動面として、その移動面上を前後方向に移動可能な移動台車110と、移動台車110に立設され、移動台車110に搭乗する訓練者900の脱落を防止するフレーム160を備える。移動台車110は、主に、駆動輪121、キャスタ122、搭乗プレート130、荷重センサ140、コントロールボックス150を備える。 The training device 100 is a moving trolley 110 that can move in the front-rear direction on the moving surface with the floor surface of the rehabilitation facility as a moving surface, and the trainee 900 that is erected on the moving trolley 110 and rides on the moving trolley 110. A frame 160 is provided to prevent the frame 160 from falling off. The mobile carriage 110 mainly includes a drive wheel 121, a caster 122, a boarding plate 130, a load sensor 140, and a control box 150.

駆動輪121は、走行方向に対して2つの前輪として配置されている。駆動輪121は、駆動部としての不図示のモータによって回転駆動され、移動台車110を前進させたり後退させたりする。キャスタ122は、従動輪であり、走行方向に対して2つの後輪として配置されている。搭乗プレート130は、訓練者900が搭乗して両足を載置する搭乗部である。搭乗プレート130は、訓練者900の搭乗に耐える比較的剛性の高い、例えばポリカーボネート樹脂製の平板が用いられる。搭乗プレート130は、四隅に配置された荷重センサ140を介して移動台車110の上面に支持されている。 The drive wheels 121 are arranged as two front wheels with respect to the traveling direction. The drive wheel 121 is rotationally driven by a motor (not shown) as a drive unit to move the moving carriage 110 forward or backward. The caster 122 is a driven wheel and is arranged as two rear wheels in the traveling direction. The boarding plate 130 is a boarding section on which the trainee 900 is boarded and both feet are placed. As the boarding plate 130, a flat plate made of, for example, a polycarbonate resin having a relatively high rigidity that can withstand the boarding of the trainee 900 is used. The boarding plate 130 is supported on the upper surface of the mobile carriage 110 via load sensors 140 arranged at the four corners.

荷重センサ140は、例えばロードセルであり、移動台車110に立つ訓練者900の足から受ける荷重を検出する検出部としての機能を担う。コントロールボックス150は、後述する演算処理部やメモリを収容する。 The load sensor 140 is, for example, a load cell, and functions as a detection unit that detects a load received from the foot of the trainee 900 standing on the moving carriage 110. The control box 150 accommodates an arithmetic processing unit and a memory, which will be described later.

フレーム160は、開扉161と手すり162を含む。開扉161は、訓練者900が搭乗プレート130に搭乗する場合に開いて、訓練者900の通路を形成する。訓練試行を行う場合には閉じられてロックされる。手すり162は、訓練者900がバランスを崩しそうになった時や不安に感じた時に掴むことができるように、訓練者900を取り囲むように設けられている。フレーム160は、表示パネル170を支持している。表示パネル170は、例えば液晶パネルである表示部であり、訓練者900が訓練試行中に視認しやすい位置に配置されている。 The frame 160 includes an open door 161 and a handrail 162. The door opening 161 opens when the trainee 900 is boarding the boarding plate 130 to form a passage for the trainee 900. It is closed and locked when conducting training attempts. The handrail 162 is provided so as to surround the trainee 900 so that the trainee 900 can grasp it when he / she is about to lose his / her balance or feels uneasy. The frame 160 supports the display panel 170. The display panel 170 is, for example, a display unit which is a liquid crystal panel, and is arranged at a position where the trainee 900 can easily see it during the training trial.

図2は、訓練装置100のシステム構成を示す図である。演算処理部200は、例えばMPUであり、メモリ240から読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。駆動部(例えば、駆動輪ユニット210)は、駆動輪121を駆動するための駆動回路やモータを含む。また、駆動輪ユニット210は、駆動輪121の回転量を検出するロータリエンコーダを含む。 FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of the training device 100. The arithmetic processing unit 200 is, for example, an MPU, and executes control of the entire device by executing a control program read from the memory 240. The drive unit (for example, the drive wheel unit 210) includes a drive circuit and a motor for driving the drive wheels 121. Further, the drive wheel unit 210 includes a rotary encoder that detects the amount of rotation of the drive wheel 121.

操作受付部220は、訓練者900やオペレータからの入力操作を受け付けて、操作信号を演算処理部200へ送信する。訓練者900やオペレータは、装置に設けられた操作ボタンや表示パネル170に重畳されたタッチパネル、付属するリモコン等を操作して、電源のオン/オフや訓練試行の開始の指示を与えたり、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行ったりする。 The operation reception unit 220 receives input operations from the trainee 900 and the operator, and transmits the operation signal to the calculation processing unit 200. The trainee 900 and the operator operate the operation buttons provided on the device, the touch panel superimposed on the display panel 170, the attached remote controller, etc. to give instructions for turning the power on / off and starting the training trial, and set the settings. Enter numerical values and select menu items.

表示制御部230は、演算処理部200からの表示信号に従って、例えば、訓練者900に対する姿勢の指示、或いは、課題ゲームのグラフィック映像等を生成し、表示パネル170に表示する。メモリ240は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ240は、訓練装置100を制御するための制御プログラム等を記憶している。また、制御に用いられる複数の揺動パターン等のパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶している。メモリ240は、特に、訓練者900が楽しく訓練試行を行えるようにゲーム形式で課題を与えるプログラムである課題ゲーム241と、移動台車110をどのように動作させるかを規定する揺動パターン242を記憶している。荷重センサ140は、搭乗プレート130を介して訓練者900の足から加えられる荷重を検出して、その検出信号を演算処理部200へ送信する。姿勢検知センサ250は、訓練者900の状態の乱れが所定の範囲から外れたことを検出する。姿勢検知センサ250は、訓練者900に接触した状態、あるいは、非接触の状態で訓練者900の姿勢の乱れ、あるいは、心拍数等の訓練者900の状態の乱れを検出する。 The display control unit 230 generates, for example, a posture instruction to the trainee 900, a graphic image of the task game, or the like according to the display signal from the arithmetic processing unit 200, and displays it on the display panel 170. The memory 240 is a non-volatile storage medium, and for example, a solid state drive is used. The memory 240 stores a control program or the like for controlling the training device 100. It also stores parameter values, functions, look-up tables, etc. of a plurality of swing patterns used for control. The memory 240 stores, in particular, a task game 241 which is a program that gives a task in a game format so that the trainee 900 can enjoy training trials, and a swing pattern 242 that defines how the mobile carriage 110 is operated. is doing. The load sensor 140 detects the load applied from the trainer 900's foot via the boarding plate 130, and transmits the detection signal to the arithmetic processing unit 200. The posture detection sensor 250 detects that the disorder of the state of the trainee 900 is out of the predetermined range. The posture detection sensor 250 detects the disorder of the posture of the trainer 900 in the state of contact with the trainer 900 or the state of non-contact with the trainer 900, or the disorder of the state of the trainer 900 such as the heart rate.

演算処理部200は、算出部であり、制御プログラムの要請に従って様々な演算や個別要素の制御を実行する機能実行部としての役割も担う。荷重算出部201は、4つの荷重センサ140の検出信号を取得して、訓練者900の搭乗面における両足の荷重重心を算出する。具体的には、4つの荷重センサ140のそれぞれの位置は既知であるので、それぞれの荷重センサ140が検出する鉛直方向の荷重の分布から重心位置を算出して、その位置を荷重重心とする。 The arithmetic processing unit 200 is a calculation unit, and also plays a role as a function execution unit that executes various operations and control of individual elements according to the request of the control program. The load calculation unit 201 acquires the detection signals of the four load sensors 140 and calculates the center of gravity of the load of both feet on the boarding surface of the trainee 900. Specifically, since the positions of each of the four load sensors 140 are known, the position of the center of gravity is calculated from the distribution of the load in the vertical direction detected by each load sensor 140, and that position is used as the center of gravity of the load.

範囲設定部202は、訓練者900が搭乗面で直立を維持できると推定される荷重重心の範囲である安定範囲を設定する。移動制御部203は、荷重重心の移動量に基づき駆動輪ユニット210を駆動して、予め設定された揺動パターンに従って移動台車110を移動させる。また、移動制御部203は、駆動輪ユニット210へ送信する駆動信号を生成し、駆動輪ユニット210を介して移動台車110の移動を制御する。 The range setting unit 202 sets a stable range, which is the range of the center of gravity of the load estimated that the trainee 900 can maintain the upright position on the boarding surface. The movement control unit 203 drives the drive wheel unit 210 based on the amount of movement of the center of gravity of the load, and moves the moving carriage 110 according to a preset swing pattern. Further, the movement control unit 203 generates a drive signal to be transmitted to the drive wheel unit 210, and controls the movement of the moving carriage 110 via the drive wheel unit 210.

難易度設定部204は、姿勢検知センサ250から通知される訓練者900の状態の検出結果に基づき、揺動パターンを変更して移動台車110を移動させる訓練の難易度を変更することを移動制御部203に指示する。実施の形態1では、姿勢検知センサ250は、訓練者900の姿勢が予め設定した範囲以上の乱れを示した場合に、難易度設定部204に検出結果を送信する。そして、難易度設定部204は、姿勢検知センサ250から訓練者900の状態の乱れが予め設定した第1の閾値以上の期間継続した場合に訓練の難易度を低下させることを移動制御部203に支持する。 The difficulty setting unit 204 changes the difficulty level of the training to move the moving carriage 110 by changing the swing pattern based on the detection result of the state of the trainer 900 notified from the posture detection sensor 250. Instruct unit 203. In the first embodiment, the posture detection sensor 250 transmits the detection result to the difficulty setting unit 204 when the posture of the trainee 900 shows a disturbance of a range equal to or more than a preset range. Then, the difficulty setting unit 204 tells the movement control unit 203 that the difficulty level of the training is lowered when the disorder of the state of the trainer 900 continues for a period equal to or longer than the preset first threshold value from the posture detection sensor 250. To support.

なお、実施の形態1にかかる訓練装置100は、訓練者900の荷重重心の移動に伴い移動台車110を移動させる訓練とは別に、能動的に移動台車110を移動させて訓練者900の姿勢を維持させる能動的負荷訓練を行う。つまり、実施の形態1にかかる訓練装置100の能動的負荷訓練では、荷重センサ140、荷重算出部201、範囲設定部202の機能を積極的には利用しない。一方、実施の形態1にかかる訓練装置100の能動的負荷訓練では、メモリ240に格納された揺動パターン242に従って移動制御部203が駆動輪ユニット210に駆動指示を与え、移動台車110を移動させる。 The training device 100 according to the first embodiment actively moves the moving trolley 110 to change the posture of the trainer 900, in addition to the training to move the moving trolley 110 with the movement of the load center of gravity of the trainer 900. Perform active load training to maintain. That is, in the active load training of the training device 100 according to the first embodiment, the functions of the load sensor 140, the load calculation unit 201, and the range setting unit 202 are not positively used. On the other hand, in the active load training of the training device 100 according to the first embodiment, the movement control unit 203 gives a drive instruction to the drive wheel unit 210 according to the swing pattern 242 stored in the memory 240, and moves the moving carriage 110. ..

そこで、実施の形態1にかかる訓練装置100の特徴の1つである難易度の調整方法及びその構成についてより詳細に説明する。図3に実施の形態1にかかる訓練装置の機能を説明する概略図を示す。図3に示した構成は、以下で説明する難易度の調整において必要な構成を選択的に示したものであり、実施の形態1にかかる訓練装置100には、例えば、図1で示した他の構成も含まれる。また、図3では、図1で説明した構成と重複する構成についての説明は省略する。 Therefore, a method of adjusting the difficulty level, which is one of the features of the training device 100 according to the first embodiment, and its configuration will be described in more detail. FIG. 3 shows a schematic diagram illustrating the function of the training device according to the first embodiment. The configuration shown in FIG. 3 selectively shows the configuration necessary for adjusting the difficulty level described below, and the training device 100 according to the first embodiment includes, for example, the configuration shown in FIG. The composition of is also included. Further, in FIG. 3, the description of the configuration overlapping with the configuration described in FIG. 1 will be omitted.

図3に示すように、実施の形態1にかかる訓練装置100は、移動台車110に取り付けられた支柱(例えば、フレーム160)に取り付けられた手すり162に手すりスイッチ310が設けられる。この手すりスイッチ310は、姿勢検知センサ250として用いることができるセンサの1つである。また、図1に示す例では、表示パネル170に表示される電源のオン/オフを指示する電源ボタンを訓練スイッチ320としてフレーム160に取り付ける形態を示した。このようにフレーム160に訓練スイッチ320を設けることで、オペレータが訓練装置100の動作開始、及び、動作停止を行いやすくなる。 As shown in FIG. 3, in the training device 100 according to the first embodiment, the handrail switch 310 is provided on the handrail 162 attached to the support column (for example, the frame 160) attached to the mobile carriage 110. The handrail switch 310 is one of the sensors that can be used as the posture detection sensor 250. Further, in the example shown in FIG. 1, a mode is shown in which a power button for instructing power on / off displayed on the display panel 170 is attached to the frame 160 as a training switch 320. By providing the training switch 320 on the frame 160 in this way, it becomes easier for the operator to start and stop the operation of the training device 100.

実施の形態1にかかる訓練装置100では、訓練者900の体力、回復度合いに応じて訓練の難易度を調整する。そのため、実施の形態1にかかる訓練装置100では、訓練者900に与える訓練として移動台車110の揺動パターンを複数設定する。メモリ240には、揺動パターン242には、複数の揺動パターンが含まれる。そして、この揺動パターン242は、の難易度が異なる複数の揺動パターンを含む。そこで、揺動パターン242の一例を図4に示す。図4は、実施の形態1にかかる訓練装置の訓練の難易度を説明する図である。図4では、上図に揺動パターンによる移動台車110の速度変化と、速度変化を変化させるためのパラメータを説明するグラフを示した。また、図4では、下図に揺動パターンのパラメータを難易度毎に一覧にした表を示した。 In the training device 100 according to the first embodiment, the difficulty level of the training is adjusted according to the physical strength and the degree of recovery of the trainee 900. Therefore, in the training device 100 according to the first embodiment, a plurality of swing patterns of the mobile carriage 110 are set as training to be given to the trainee 900. In the memory 240, the swing pattern 242 includes a plurality of swing patterns. The swing pattern 242 includes a plurality of swing patterns having different difficulty levels. Therefore, an example of the swing pattern 242 is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the difficulty level of training of the training device according to the first embodiment. In FIG. 4, a graph for explaining the speed change of the moving carriage 110 due to the swing pattern and the parameters for changing the speed change is shown in the above figure. Further, in FIG. 4, a table showing the parameters of the swing pattern for each difficulty level is shown in the figure below.

図4に示した例では、実施の形態1にかかる揺動パターンは、停止期間T1、揺動期間T2、及び、速度強度パラメータAの3つのパラメータを用いた速度関数Fにより表される速度変化曲線グラフにより表される。より具体的には、図4に示した例では、実施の形態1にかかる揺動パターンは、目標速度をv、移動台車110の進行方向を示す進行方向パラメータをS、訓練開始後の経過時間をt、停止期間をT1、揺動期間をT2、速度強度パラメータをAとすると目標速度vは、(1)式により表される。なお、(1)式おいて進行方向パラメータSが1である時は移動台車110が前進方向の移動を行い、-1である時は訓練装置100が後退方向の移動を行うものとする。
v=S×F(t,A,T1,T2) ・・・ (1)
In the example shown in FIG. 4, the swing pattern according to the first embodiment is represented by a velocity function F using three parameters of a stop period T1, a swing period T2, and a velocity intensity parameter A. It is represented by a curve graph. More specifically, in the example shown in FIG. 4, the rocking pattern according to the first embodiment has a target speed of v, a traveling direction parameter indicating the traveling direction of the moving vehicle 110 as S, and an elapsed time after the start of training. Is t, the stop period is T1, the rocking period is T2, and the velocity intensity parameter is A. The target velocity v is expressed by the equation (1). In the equation (1), when the traveling direction parameter S is 1, the moving carriage 110 moves in the forward direction, and when it is -1, the training device 100 moves in the backward direction.
v = S × F (t, A, T1, T2) ・ ・ ・ (1)

また、図4の下図に示した例では、実施の形態1にかかる揺動パターンは、難易度1~5を定義し、難易度5がもっとも難易度が高く、難易度1がもっとも難易度が低くなる。難易度が高い揺動パターンは、短い時間に速い速度で移動台車110を移動させる。一方、難易度が低い揺動パターンでは、長い時間をかけてゆっくりとした速度で移動台車110を移動させる。 Further, in the example shown in the lower figure of FIG. 4, the swing pattern according to the first embodiment defines difficulty levels 1 to 5, with difficulty level 5 being the highest difficulty level and difficulty level 1 being the highest difficulty level. It gets lower. The rocking pattern with a high degree of difficulty moves the moving carriage 110 at a high speed in a short time. On the other hand, in the swing pattern with a low degree of difficulty, the moving carriage 110 is moved at a slow speed over a long period of time.

続いて、実施の形態1にかかる訓練装置100の動作について説明する。そこで、図5に実施の形態1にかかる訓練装置の動作を説明するフローチャートを示す。この図5で示す例では、最低難易度を1、最高難易度を5とした例であるが、難易度の設定の仕方に応じて、難易度の上昇低下のさせ方は適宜変更することが好ましい。 Subsequently, the operation of the training device 100 according to the first embodiment will be described. Therefore, FIG. 5 shows a flowchart illustrating the operation of the training device according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 5, the minimum difficulty level is 1 and the maximum difficulty level is 5, but the method of increasing or decreasing the difficulty level may be appropriately changed depending on how the difficulty level is set. preferable.

図5に示すように、実施の形態1にかかる訓練装置100では、まず、訓練スイッチをオンさせることで訓練を開始する(ステップS1)。そして、訓練が開始されると難易度設定部204は、揺動パターンを指定する値を格納する難易度カウンタを5とする。(ステップS2)。そして、難易度設定部204内のレジスタ等に定義される手すりONカウンタを0、難易度ダウンフラグを0とする(ステップS3)。その後、難易度設定部204は、難易度カウンタの値を参照して、揺動パターンを決定する(ステップS4)。そして、訓練装置100は、ステップS4で選択された揺動パターンに従って移動台車110を制御する(ステップS5)。 As shown in FIG. 5, in the training device 100 according to the first embodiment, first, the training is started by turning on the training switch (step S1). Then, when the training is started, the difficulty setting unit 204 sets the difficulty counter 5 to store the value for designating the swing pattern. (Step S2). Then, the handrail ON counter defined in the register or the like in the difficulty level setting unit 204 is set to 0, and the difficulty level down flag is set to 0 (step S3). After that, the difficulty setting unit 204 determines the swing pattern with reference to the value of the difficulty counter (step S4). Then, the training device 100 controls the moving carriage 110 according to the swing pattern selected in step S4 (step S5).

続いて、実施の形態1にかかる訓練装置100は、手すりスイッチ310がオフ状態を示していれば、難易度設定部204が手すりONカウンタを0とする(ステップS6のYESの枝)。また、訓練装置100は、手すりスイッチ310がオン状態を示していた場合(ステップS6のNOの枝)、難易度設定部204が手すりONカウンタの値を1つ増加させる(ステップS10)。その後、難易度設定部204は、手すりONカウンタが予め設定された第1の規定値を超えているか否かを判断する(ステップS11)。難易度設定部204は、ステップS11において、手すりONカウンタが第1の規定値以下であれば、ステップS8の判断を行う。一方、難易度設定部204は、ステップS11において、手すりONカウンタが第1の規定値よりも大きければ、難易度ダウンフラグを1に書き換えた後にステップS8の判断を行う(ステップS12)。ステップS8は、訓練スイッチがオフ状態とされたか否かについての判断であり、ステップS12において訓練スイッチがオフ状態であれば、訓練装置100は動作を停止させる(ステップS9)。一方、ステップS8において、訓練スイッチがオン状態であった場合、訓練装置100の移動制御部203は、現在のタイミングが揺動パターンの実行中か否かを判断する(ステップS21)。 Subsequently, in the training device 100 according to the first embodiment, if the handrail switch 310 indicates an off state, the difficulty level setting unit 204 sets the handrail ON counter to 0 (YES branch in step S6). Further, in the training device 100, when the handrail switch 310 is in the ON state (NO branch in step S6), the difficulty setting unit 204 increases the value of the handrail ON counter by one (step S10). After that, the difficulty level setting unit 204 determines whether or not the handrail ON counter exceeds the preset first specified value (step S11). In step S11, the difficulty setting unit 204 determines in step S8 if the handrail ON counter is equal to or less than the first specified value. On the other hand, if the handrail ON counter is larger than the first specified value in step S11, the difficulty setting unit 204 makes a determination in step S8 after rewriting the difficulty down flag to 1. (step S12). Step S8 is a determination as to whether or not the training switch is turned off, and if the training switch is turned off in step S12, the training device 100 stops the operation (step S9). On the other hand, when the training switch is in the ON state in step S8, the movement control unit 203 of the training device 100 determines whether or not the current timing is the execution of the swing pattern (step S21).

ステップS21において、移動制御部203が揺動パターンの実行中と判断した場合(ステップS21のNOの枝)、移動制御部203と難易度設定部204は、ステップS5~S8、及び、ステップS10~S12を実行する。一方、ステップS21において、移動制御部203が揺動パターンの実行が完了した判断した場合(ステップS21のYESの枝)、難易度設定部204が難易度の調整処理をステップS22~S24において行う。 When the movement control unit 203 determines in step S21 that the swing pattern is being executed (NO branch of step S21), the movement control unit 203 and the difficulty setting unit 204 are in steps S5 to S8 and steps S10 to S10. Execute S12. On the other hand, when the movement control unit 203 determines in step S21 that the execution of the swing pattern is completed (YES branch of step S21), the difficulty level setting unit 204 performs the difficulty level adjustment process in steps S22 to S24.

ステップS22では、難易度設定部204は、難易度ダウンフラグを参照し、難易度ダウンフラグが0であれば、揺動パターンの難易度は変更せずにステップS3の処理から再度処理を継続する。一方、ステップS22において、難易度ダウンフラグが1であると難易度設定部204が判断した場合、難易度設定部204は、現在移動制御部203が選択している揺動パターンの難易度が2以上であるか否かを判断する(ステップS22)。そして、難易度が2以上であれば、難易度設定部204は、移動制御部203に選択させる揺動パターンの難易度を現在の値から1つ下げた値に更新する(ステップS23)。一方、ステップS22において、難易度が2よりも小さいと判断された場合、それ以上難易度を下げられないため、難易度設定部204は、移動制御部203に選択させる揺動パターンの難易度を現在の値のまま維持する(ステップS22のNOの枝)。ステップS24の更新処理、又は、ステップS23の難易度維持判断処理が完了した後、訓練装置100は、ステップS3の処理から順に処理を継続する。 In step S22, the difficulty setting unit 204 refers to the difficulty down flag, and if the difficulty down flag is 0, the difficulty level of the swing pattern is not changed and the process is continued from the process of step S3 again. .. On the other hand, in step S22, when the difficulty level setting unit 204 determines that the difficulty level down flag is 1, the difficulty level of the swing pattern currently selected by the movement control unit 203 is 2 in the difficulty level setting unit 204. It is determined whether or not the above is the case (step S22). If the difficulty level is 2 or more, the difficulty level setting unit 204 updates the difficulty level of the swing pattern selected by the movement control unit 203 to a value lowered by one from the current value (step S23). On the other hand, if it is determined in step S22 that the difficulty level is smaller than 2, the difficulty level cannot be lowered any further. Therefore, the difficulty level setting unit 204 sets the difficulty level of the swing pattern to be selected by the movement control unit 203. The current value is maintained (NO branch in step S22). After the update process of step S24 or the difficulty level maintenance determination process of step S23 is completed, the training device 100 continues the process in order from the process of step S3.

図5に示したフローチャートに沿った動作を行った場合の難易度の変化をタイミングチャートを用いて説明する。そこで、図6に実施の形態1にかかる訓練装置における訓練の難易度の変化を説明するタイミングチャートを示す。図6に示す例は、揺動パターンを2回実行する期間にわたる訓練装置100の動作を示すものである。また、図6に示す例では、最初の揺動パターンサイクルにおいて難易度5の揺動パターンを選択し、訓練者900の姿勢が維持できずに、次の揺動パターンサイクルで揺動パターンの難易度を4に低下させる例である。 The change in the difficulty level when the operation according to the flowchart shown in FIG. 5 is performed will be described using a timing chart. Therefore, FIG. 6 shows a timing chart for explaining the change in the difficulty level of training in the training device according to the first embodiment. The example shown in FIG. 6 shows the operation of the training device 100 over a period in which the swing pattern is executed twice. Further, in the example shown in FIG. 6, the swing pattern of difficulty level 5 is selected in the first swing pattern cycle, the posture of the trainee 900 cannot be maintained, and the swing pattern is difficult in the next swing pattern cycle. This is an example of reducing the degree to 4.

図6に示す例では、タイミングT0からT3において最初の揺動パターンサイクルTBが実行される。図6に示す例では、タイミングT1において、訓練者900が手すりスイッチをオンさせる。訓練者900は、訓練の難易度が自身の能力を超えていた場合、姿勢の維持が困難になるため、この手すりスイッチ310を押しつつ手すり162を掴むことで姿勢を維持する。そして、タイミングT2において手すりONカウンタが第1の規定値を超える。これにより、タイミングT2で難易度ダウンフラグが0から1に書き換えられる。そして、タイミングT2よりも後のタイミングで訓練者900が手すりスイッチ310から手を離すことで手すりONカウンタがゼロにリセットされる。しかしながら、タイミングT2において1に書き換えられた難易度ダウンフラグは、タイミングT3の揺動パターンサイクルが完了するまで1を維持する。 In the example shown in FIG. 6, the first swing pattern cycle TB is executed at timings T0 to T3. In the example shown in FIG. 6, at timing T1, the trainee 900 turns on the handrail switch. If the difficulty level of the training exceeds the ability of the trainee 900, it becomes difficult to maintain the posture. Therefore, the trainee 900 maintains the posture by grasping the handrail 162 while pressing the handrail switch 310. Then, at the timing T2, the handrail ON counter exceeds the first specified value. As a result, the difficulty level down flag is rewritten from 0 to 1 at the timing T2. Then, when the trainee 900 releases the handrail switch 310 at a timing after the timing T2, the handrail ON counter is reset to zero. However, the difficulty level down flag rewritten to 1 at timing T2 maintains 1 until the swing pattern cycle of timing T3 is completed.

そして、タイミングT3の揺動パターンサイクルTBの切り替わりにおいて、難易度設定部204は、難易度ダウンフラグが1であることに基づき移動制御部203が選択する揺動パターンの難易度を1つ低下させる。 Then, in the switching of the swing pattern cycle TB of the timing T3, the difficulty setting unit 204 lowers the difficulty level of the swing pattern selected by the movement control unit 203 based on the difficulty level down flag of 1. ..

また、図6に示す例では、タイミングT3からT8において2回目の揺動パターンサイクルTBが実行される。図6に示す例では、タイミングT4において、訓練者900が手すりスイッチをオンさせる。しかしながら、難易度が低下した2回目の揺動パターンサイクルTBでは、訓練者900は、タイミングT5で手すりスイッチ310から手を離す。これにより、タイミングT5において手すりONカウンタの値はゼロにリセットされる。その後、タイミングT6において、訓練者900が再び手すりスイッチ310をオンさせる。その後、訓練者900が手すりスイッチ310のオンさせた状態が維持されると、タイミングT7において手すりONカウンタが第1の規定値を超える。これにより、タイミングT7で難易度ダウンフラグが0から1に書き換えられる。そして、タイミングT7よりも後のタイミングで訓練者900が手すりスイッチ310から手を離すことで手すりONカウンタがゼロにリセットされる。しかしながら、タイミングT7において1に書き換えられた難易度ダウンフラグは、タイミングT8の揺動パターンサイクルが完了するまで1を維持する。 Further, in the example shown in FIG. 6, the second swing pattern cycle TB is executed at the timings T3 to T8. In the example shown in FIG. 6, at timing T4, the trainee 900 turns on the handrail switch. However, in the second swing pattern cycle TB with reduced difficulty, the trainee 900 releases the handrail switch 310 at the timing T5. As a result, the value of the handrail ON counter is reset to zero at the timing T5. Then, at timing T6, the trainee 900 turns on the handrail switch 310 again. After that, when the trainee 900 maintains the handrail switch 310 turned on, the handrail ON counter exceeds the first specified value at the timing T7. As a result, the difficulty level down flag is rewritten from 0 to 1 at the timing T7. Then, when the trainee 900 releases the handrail switch 310 at a timing after the timing T7, the handrail ON counter is reset to zero. However, the difficulty level down flag rewritten to 1 at timing T7 maintains 1 until the swing pattern cycle of timing T8 is completed.

そして、タイミングT8の揺動パターンサイクルTBの切り替わりにおいて、難易度設定部204は、難易度ダウンフラグが1であることに基づき移動制御部203が選択する揺動パターンの難易度を1つ低下させる。 Then, in the switching of the swing pattern cycle TB of the timing T8, the difficulty setting unit 204 lowers the difficulty level of the swing pattern selected by the movement control unit 203 based on the difficulty level down flag of 1. ..

上記説明より、実施の形態1にかかる訓練装置100によれば、移動台車110を揺動パターンに従って能動的に動作させる能動的負荷訓練において、訓練者900の能力に対して訓練の難易度が高い場合に訓練者900が姿勢を維持するために支えとする手すりに手すりスイッチ310を設ける。そして、訓練中の手すりスイッチ310のオン状態が維持される期間の長さに基づき訓練強度を低下、又は、維持する。 From the above description, according to the training device 100 according to the first embodiment, in the active load training in which the mobile carriage 110 is actively operated according to the swing pattern, the training difficulty is high with respect to the ability of the trainer 900. In some cases, the handrail switch 310 is provided on the handrail that is supported by the trainee 900 in order to maintain the posture. Then, the training intensity is reduced or maintained based on the length of the period during which the handrail switch 310 is maintained on during training.

これにより、実施の形態1にかかる訓練装置100では、訓練者900に与えた訓練の難易度が高ければ、訓練者900の能力に合う難易度まで訓練の難易度を下げることができる。また、実施の形態1にかかる訓練装置100では、難易度が高い揺動パターンから始めて徐々に難易度を落としていくため、訓練者900が自分の能力により対応できる難易度をできるだけ高く維持した訓練を行うことができる。 As a result, in the training device 100 according to the first embodiment, if the training difficulty given to the trainer 900 is high, the training difficulty can be reduced to a difficulty level that matches the ability of the trainer 900. Further, in the training device 100 according to the first embodiment, since the difficulty level is gradually lowered starting from the swing pattern having a high difficulty level, the training that the trainee 900 maintains the difficulty level as high as possible according to his / her ability. It can be performed.

また、揺動パターンを予めメモリ240に保持することで、実施の形態1にかかる訓練装置100では、訓練の難易度に応じた揺動パターンを演算により生成する必要がない。また、実施の形態1にかかる訓練装置100では、手すりスイッチ310を手すり162に設けることで、訓練者900が姿勢を維持することが困難な状況においても、手すりスイッチ310を押しながら姿勢を維持することが容易になる。 Further, by holding the swing pattern in the memory 240 in advance, the training device 100 according to the first embodiment does not need to generate the swing pattern by calculation according to the difficulty of training. Further, in the training device 100 according to the first embodiment, by providing the handrail switch 310 on the handrail 162, the trainer 900 maintains the posture while pressing the handrail switch 310 even in a situation where it is difficult for the trainee 900 to maintain the posture. Will be easier.

実施の形態2
実施の形態2では、訓練の難易度を変化させる訓練者900の姿勢の乱れの判定方法の別の方法を説明する。そこで、図7に実施の形態2にかかる訓練装置における訓練の難易度の変化を説明するタイミングチャートを示す。
Embodiment 2
In the second embodiment, another method of determining the posture disorder of the trainer 900 that changes the difficulty level of the training will be described. Therefore, FIG. 7 shows a timing chart for explaining the change in the difficulty level of training in the training device according to the second embodiment.

実施の形態2にかかる訓練装置100では、難易度設定部204において、手すりスイッチ310がオン状態となった時間の所定期間内での積算値が、当該所定期間に対して一定の割合以上となったことに応じて難易度を低下させる。つまり、実施の形態2にかかる難易度設定部204は、姿勢検知センサ250から通知される訓練者900の状態の崩れが所定の範囲外となった状態の時間の積算値が、予め決まった長さの判定閾値期間内の所定の割合を超えた場合に難易度を低下させる。 In the training device 100 according to the second embodiment, in the difficulty setting unit 204, the integrated value of the time when the handrail switch 310 is turned on within a predetermined period becomes a certain ratio or more with respect to the predetermined period. Decrease the difficulty according to the situation. That is, in the difficulty setting unit 204 according to the second embodiment, the integrated value of the time in which the state collapse of the trainer 900 notified from the posture detection sensor 250 is out of the predetermined range is a predetermined length. The difficulty level is lowered when the predetermined ratio within the judgment threshold period is exceeded.

図7に示す例では、所定の期間(例えば、判定閾値期間)として1つの揺動パターンサイクルTBの長さを設定する。そして、図7に示す例では、揺動サイクルパターンTBが開始されるタイミングT10からタイミングT11に至る期間に断続的に手すりスイッチ310がオン状態となる。難易度設定部204は、この手すりスイッチ310がオン状態となった時間を積算する。そして、タイミングT11において、積算値が予め設定した判定閾値を超えたため、難易度ダウンフラグを1とする。これにより、揺動パターンが次のサイクルに切り替わるタイミングT12において移動制御部203が選択する揺動パターンの難易度が下げられる。 In the example shown in FIG. 7, the length of one swing pattern cycle TB is set as a predetermined period (for example, a determination threshold period). Then, in the example shown in FIG. 7, the handrail switch 310 is intermittently turned on during the period from the timing T10 to the timing T11 when the swing cycle pattern TB is started. The difficulty setting unit 204 integrates the time when the handrail switch 310 is in the ON state. Then, at the timing T11, the integrated value exceeds the preset determination threshold value, so the difficulty level down flag is set to 1. As a result, the difficulty level of the swing pattern selected by the movement control unit 203 at the timing T12 when the swing pattern is switched to the next cycle is reduced.

上記説明より、訓練者900の姿勢の乱れが現在の訓練の難易度を継続する事は適切でないと判断するための判断方法は、例えば、図6に示した実施の形態1の判定方法以外にも訓練装置100の仕様、或いは、訓練の種類によって変更することができる。なお、図7に示した断続的に手すりスイッチ310がオン状態となるような姿勢の乱れが生じるのは、例えば、訓練者900の能力がと訓練の難易度に対して少しだけ足りない等の場合が有り、実施の形態2の判定方法を採用することで、訓練の難易度の切り替え判断が難しい訓練者に対しても適切な難易度の訓練を提供することが可能になる。 From the above explanation, the determination method for determining that it is not appropriate for the trainer 900's posture disorder to continue the current training difficulty level is, for example, other than the determination method of the first embodiment shown in FIG. Can also be changed depending on the specifications of the training device 100 or the type of training. It should be noted that the posture disorder such that the handrail switch 310 is intermittently turned on as shown in FIG. 7 is caused by, for example, the ability of the trainer 900 being slightly insufficient for the difficulty of training. In some cases, by adopting the determination method of the second embodiment, it becomes possible to provide training of an appropriate difficulty level even to a trainer who has difficulty in determining switching of the difficulty level of the training.

実施の形態3
実施の形態3では、訓練の難易度を下げるだけではなく、上げるための処理を加えた動作方法について説明する。そこで、図8に実施の形態3にかかる訓練装置100の動作を説明するフローチャートを示す。
Embodiment 3
In the third embodiment, an operation method in which a process for not only lowering the difficulty level of training but also raising the difficulty level is added will be described. Therefore, FIG. 8 shows a flowchart illustrating the operation of the training device 100 according to the third embodiment.

図8に示すように、実施の形態3にかかる訓練装置100では、図5に示した実施の形態1にかかるフローチャートのステップS2、S24をステップS41、S42に置き換えたものである。ステップS41は、初期の訓練の難易度の設定に加え、実施の形態3にかかる訓練装置100で新たに設定される難易度アップカウンタの値をゼロにリセットする。ステップS42は、難易度アップ処理である。難易度アップ処理は、難易度設定部204により行われる処理である。難易度アップ処理では、姿勢検知センサ250から通知される訓練者900の状態の崩れが所定の範囲内である状態の継続時間が、第2の規定値に基づき設定される難易度上昇判定期間以上となった場合に難易度を上昇させる。この難易度アップ処理の詳細な処理を以下で説明する。 As shown in FIG. 8, in the training device 100 according to the third embodiment, steps S2 and S24 of the flowchart according to the first embodiment shown in FIG. 5 are replaced with steps S41 and S42. In step S41, in addition to setting the difficulty level of the initial training, the value of the difficulty level up counter newly set by the training device 100 according to the third embodiment is reset to zero. Step S42 is a difficulty level up process. The difficulty level up process is a process performed by the difficulty level setting unit 204. In the difficulty level increase process, the duration of the state in which the state collapse of the trainer 900 notified from the posture detection sensor 250 is within a predetermined range is equal to or longer than the difficulty level increase determination period set based on the second specified value. If becomes, increase the difficulty level. The detailed processing of this difficulty level up processing will be described below.

図9に実施の形態3にかかる訓練装置の難易度アップ処理の動作を説明するフローチャートを示す。なお、図9では難易度アップ処理(ステップS42)とその前後の処理の関係を説明するために、難易度アップ処理の前後の処理ステップも記載した。 FIG. 9 shows a flowchart illustrating the operation of the difficulty level up processing of the training device according to the third embodiment. In addition, in FIG. 9, in order to explain the relationship between the difficulty level up process (step S42) and the processes before and after the difficulty level up process, the process steps before and after the difficulty level up process are also described.

図9に示すように、難易度アップ処理は、ステップS21において揺動パターンの実行が完了したと判断された場合に行われる。難易度アップ処理では、まず、難易度ダウンフラグが1であるか否かを判断する(ステップS51)。このステップS51において、難易度ダウンフラグが1であった場合(ステップS51のYESの枝)、難易度設定部204は、難易度アップカウンタをゼロにリセットしてステップS23の難易度の値の判断を行う(ステップS52)。 As shown in FIG. 9, the difficulty level up process is performed when it is determined in step S21 that the execution of the swing pattern is completed. In the difficulty level up process, first, it is determined whether or not the difficulty level down flag is 1 (step S51). If the difficulty level down flag is 1 in step S51 (YES branch of step S51), the difficulty level setting unit 204 resets the difficulty level up counter to zero and determines the difficulty level value in step S23. (Step S52).

一方、ステップS51において、難易度ダウンフラグが0であった場合(ステップS51のNOの枝)、難易度設定部204は、難易度アップカウンタの値を1つ増やす処理を行う(ステップS53)。その後、難易度設定部204は、難易度アップカウンタの値と予め設定された第2の規定値との大小関係を比較する(ステップS54)。このステップS54において、難易度アップカウンタの値が第2の規定値以下の値であった場合(ステップS54のNOの枝)、難易度設定部204は、ステップS3の処理を次の処理として行う。一方、ステップS54において、難易度アップカウンタの値が第2の規定値よりも大きな値であった場合(ステップS54のYESの枝)、難易度設定部204は、現在の難易度が4以下であるか否かを判断する(ステップS55)。 On the other hand, when the difficulty level down flag is 0 in step S51 (NO branch of step S51), the difficulty level setting unit 204 performs a process of increasing the value of the difficulty level up counter by one (step S53). After that, the difficulty level setting unit 204 compares the magnitude relationship between the value of the difficulty level up counter and the second predetermined value set in advance (step S54). In this step S54, when the value of the difficulty level up counter is equal to or less than the second specified value (NO branch of step S54), the difficulty setting unit 204 performs the process of step S3 as the next process. .. On the other hand, in step S54, when the value of the difficulty level up counter is larger than the second specified value (YES branch of step S54), the difficulty level setting unit 204 has a current difficulty level of 4 or less. It is determined whether or not there is (step S55).

ステップS55において現在の難易度が4より大きいと判断された場合(ステップS55のNOの枝)、難易度設定部204は、ステップS3の処理を次の処理として行う。一方、ステップS55において現在の難易度が4以下である判断された場合(ステップS55のYESの枝)、難易度設定部204は、現在の難易度を1つ増やすと共に難易度アップカウンタをゼロにリセットする(ステップS56)そして、ステップS56の処理が完了した後に難易度設定部204は、ステップS3の処理を次の処理として行う。 When it is determined in step S55 that the current difficulty level is greater than 4 (NO branch of step S55), the difficulty level setting unit 204 performs the process of step S3 as the next process. On the other hand, when it is determined in step S55 that the current difficulty level is 4 or less (YES branch of step S55), the difficulty level setting unit 204 increases the current difficulty level by one and sets the difficulty level up counter to zero. Reset (step S56) Then, after the process of step S56 is completed, the difficulty setting unit 204 performs the process of step S3 as the next process.

なお、図9で示した例では、難易度上昇判定期間は、1つの揺動パターンサイクルの実行時間と第2の規定値との積により決定される。 In the example shown in FIG. 9, the difficulty level increase determination period is determined by the product of the execution time of one swing pattern cycle and the second specified value.

上記説明より、実施の形態3にかかる訓練装置100では、難易度を低下させるだけではなく、揺動パターンサイクルが複数回に亘って訓練者900が訓練を成功させた場合には、訓練の難易度を上げることができる。これにより、実施の形態3にかかる訓練装置100では、訓練者900により適切な難易度の訓練を提供することができる。 From the above description, in the training device 100 according to the third embodiment, not only the difficulty level is lowered, but also the training difficulty is achieved when the trainee 900 succeeds in training over a plurality of swing pattern cycles. You can increase the degree. Thereby, in the training device 100 according to the third embodiment, the trainer 900 can provide training of an appropriate difficulty level.

実施の形態4
実施の形態4では、訓練の難易度を変化させる訓練者900の姿勢の乱れの判定方法の別の方法を説明する。そこで、図10に実施の形態4にかかる訓練装置における訓練の難易度の変化を説明するタイミングチャートを示す。
Embodiment 4
In the fourth embodiment, another method of determining the posture disorder of the trainer 900 that changes the difficulty level of the training will be described. Therefore, FIG. 10 shows a timing chart for explaining the change in the difficulty level of training in the training device according to the fourth embodiment.

図10に示すように、実施の形態4にかかる訓練装置100では、図5に示した実施の形態1にかかる訓練装置100の動作のフローチャートにステップS61の処理を加えたものである。ステップS61は、ステップS12の処理の後に挿入される処理である。ステップS61では、難易度設定部204が手すりONカウンタが第3の規定値以上の値であるか否かを判断する。この第3の規定値は第1の規定値よりも大きな値に設定されるものである。そして、ステップS61において、手すりONカウンタの値が第3の規定値よりも大きいと判断された場合(ステップS61のYESの枝)、難易度設定部204は、移動制御部203に移動台車110を停止して訓練を中止することを指示する。一方、ステップS61において手すりONカウンタの値が第3の規定値以下であった場合(ステップS61のNOの枝)、難易度設定部204はステップS8の処理を次の処理として実行する。 As shown in FIG. 10, in the training device 100 according to the fourth embodiment, the process of step S61 is added to the flowchart of the operation of the training device 100 according to the first embodiment shown in FIG. Step S61 is a process inserted after the process of step S12. In step S61, the difficulty setting unit 204 determines whether or not the handrail ON counter has a value equal to or higher than the third specified value. This third specified value is set to a value larger than the first specified value. Then, in step S61, when it is determined that the value of the handrail ON counter is larger than the third specified value (YES branch of step S61), the difficulty setting unit 204 sets the mobile trolley 110 to the movement control unit 203. Instruct to stop and stop training. On the other hand, when the value of the handrail ON counter is equal to or less than the third specified value in step S61 (NO branch of step S61), the difficulty setting unit 204 executes the process of step S8 as the next process.

このステップS61の処理を設けることで、実施の形態4にかかる訓練装置100では、訓練者900が第1の規定値により規定される時間よりも長い時間にわたって手すりスイッチ310或いは手すり162を掴んで姿勢を維持している状況を検知する。訓練者900のこのような状態は、訓練の難易度が訓練者900の能力に対してはるかに高いと判断出来る。そのため、実施の形態4にかかる訓練装置100では、訓練の難易度が訓練者900の能力に対してはるかに高いと判断されるような場合には、ステップS61の処理により訓練を強制的に停止することができる。これにより、実施の形態4にかかる訓練装置100では、訓練装置100に適切な難易度の訓練を提供するとともに、安全性を高める事ができる。 By providing the process of step S61, in the training device 100 according to the fourth embodiment, the trainer 900 grabs the handrail switch 310 or the handrail 162 for a longer time than the time specified by the first specified value and takes a posture. Detect the situation that maintains. In such a state of the trainer 900, it can be judged that the difficulty level of the training is much higher than the ability of the trainer 900. Therefore, in the training device 100 according to the fourth embodiment, when it is determined that the difficulty level of the training is much higher than the ability of the trainer 900, the training is forcibly stopped by the process of step S61. can do. As a result, in the training device 100 according to the fourth embodiment, it is possible to provide the training device 100 with training of an appropriate difficulty level and to improve the safety.

その他の実施の形態
その他の実施の形態では、姿勢検知センサ250の配置及び姿勢検知センサ250として利用可能なセンサの別の形態について説明する。以下の説明では、各形態について、実施の形態5~8として説明する。
Other Embodiments In other embodiments, the arrangement of the posture detection sensor 250 and another embodiment of the sensor that can be used as the posture detection sensor 250 will be described. In the following description, each embodiment will be described as Embodiments 5 to 8.

図11に実施の形態5にかかる訓練装置の機能を説明する概略図を示す。実施の形態5にかかる訓練装置100では、訓練者900を囲むように設置される手すり162の複数の辺に手すりスイッチを設ける。図11に示す実施の形態5にかかる訓練装置100では、フレーム160のうち訓練者900の身体の正面が移動台車110の前進方向に向いた状態で、訓練者900の背中側に位置するフレーム160にフレーム160aの符号を付した。そして、フレーム160aの手すり162aに手すりスイッチ330を設けた。 FIG. 11 shows a schematic diagram illustrating the function of the training device according to the fifth embodiment. In the training device 100 according to the fifth embodiment, handrail switches are provided on a plurality of sides of the handrail 162 installed so as to surround the trainer 900. In the training device 100 according to the fifth embodiment shown in FIG. 11, the frame 160 is located on the back side of the trainer 900 with the front of the body of the trainer 900 facing the forward direction of the mobile carriage 110. Is labeled with the frame 160a. Then, the handrail switch 330 was provided on the handrail 162a of the frame 160a.

このように、訓練者900を囲む手すりに複数の手すりスイッチを設けることで、訓練者900が姿勢を崩した際により安定的に姿勢を維持することができる。 In this way, by providing a plurality of handrail switches on the handrail surrounding the trainee 900, it is possible to maintain the posture more stably when the trainee 900 loses his / her posture.

図12に実施の形態6にかかる訓練装置の機能を説明する概略図を示す。実施の形態6にかかる訓練装置100では、姿勢検知センサ250として圧力センサ350を用いる。図12に示すように、圧力センサ350は、フレーム160と手すり340との間に設けられ、訓練者900が手すり340を握った際に手すり340にかかる圧力を検出する。 FIG. 12 shows a schematic diagram illustrating the function of the training device according to the sixth embodiment. In the training device 100 according to the sixth embodiment, the pressure sensor 350 is used as the posture detection sensor 250. As shown in FIG. 12, the pressure sensor 350 is provided between the frame 160 and the handrail 340, and detects the pressure applied to the handrail 340 when the trainee 900 grips the handrail 340.

このように姿勢検知センサ250として圧力センサ350を用いることで、訓練者900が手すり340のいずれの場所を持った際にも訓練者900の姿勢の乱れを検出することができる。 By using the pressure sensor 350 as the posture detection sensor 250 in this way, it is possible to detect the posture disorder of the trainee 900 when the trainee 900 holds any place of the handrail 340.

図13に実施の形態7にかかる訓練装置の機能を説明する概略図を示す。実施の形態6にかかる訓練装置100では、姿勢検知センサ250として生体センサ360を用いる。図13に示すように、生体センサ360は、訓練者900の手首付近に装着されるウェアラブル端末である。また、生体センサ360は、無線通信によりコントロールボックス150内に設けられる難易度設定部204と通信を行う。図13では、と難易度設定部204との間の通信を行うインタフェースとして受信部370を示した。 FIG. 13 shows a schematic diagram illustrating the function of the training device according to the seventh embodiment. In the training device 100 according to the sixth embodiment, the biological sensor 360 is used as the posture detection sensor 250. As shown in FIG. 13, the biosensor 360 is a wearable terminal worn near the wrist of the trainee 900. Further, the biosensor 360 communicates with the difficulty setting unit 204 provided in the control box 150 by wireless communication. In FIG. 13, the receiving unit 370 is shown as an interface for communicating between and the difficulty setting unit 204.

生体センサ360は、例えば、訓練者900の心拍、呼吸数、一回換気量、手のひら等における発汗量の少なくとも1つを検出するセンサである。生体センサ360を用いる場合、難易度設定部204は、生体センサ360により検出される値が予め決定される閾値を超えたことに応じて手すりONカウンタに対応する値(名称は、手すりONカウンタに限らない)をカウントアップする。 The biosensor 360 is a sensor that detects at least one of the trainee's 900 heart rate, respiratory rate, tidal volume, and sweating amount in the palm of the hand, for example. When the biosensor 360 is used, the difficulty setting unit 204 has a value corresponding to the handrail ON counter according to the value detected by the biosensor 360 exceeding a predetermined threshold value (named as the handrail ON counter). (Not limited) is counted up.

このように生体センサ360を用いることで、訓練者900の姿勢の乱れが生じない場合であっても、訓練者900に過大な負荷がかかっていることを検出し、より適切な難易度の訓練を訓練者900に提供することができる。 By using the biosensor 360 in this way, even if the posture of the trainer 900 is not disturbed, it is detected that the trainer 900 is overloaded, and training with a more appropriate difficulty level is performed. Can be provided to the trainee 900.

図14に実施の形態8にかかる訓練装置の機能を説明する概略図に示す。実施の形態8にかかる訓練装置100では、姿勢検知センサ250としてカメラ380を用いる。図14に示す例では、カメラ380は、フレーム160の上端部、あるいは、手すり162に取り付けられる。カメラ380は、訓練者900を撮影する。カメラ380で撮影する画像は、訓練者900そのものでもよく、あるいは、訓練者900の骨格、又は、体温分布を示す画像であってもよい。そして、カメラ380を用いる場合、カメラ380あるいは難易度設定部204において画像処理を行うことで訓練者900の姿勢を示す特徴画像を生成し、生成した特徴画像に基づき訓練者900の姿勢の乱れを検出する。 FIG. 14 is shown in a schematic diagram illustrating the function of the training device according to the eighth embodiment. In the training device 100 according to the eighth embodiment, the camera 380 is used as the posture detection sensor 250. In the example shown in FIG. 14, the camera 380 is attached to the upper end of the frame 160 or to the handrail 162. The camera 380 photographs the trainee 900. The image taken by the camera 380 may be the trainer 900 itself, or may be the skeleton of the trainer 900 or an image showing the body temperature distribution. When the camera 380 is used, a feature image showing the posture of the trainer 900 is generated by performing image processing on the camera 380 or the difficulty setting unit 204, and the posture of the trainer 900 is disturbed based on the generated feature image. To detect.

訓練者900は、足元が揺動するとバランスをとるために、上体をそらしながら両手を勢いよく振り上げる、あるいは、上体を前かがみにしながら両手を勢いよく前に出す、などの動作を行う。カメラ380を用いることで、訓練者900のこのような大きな動作を訓練者900の上体、及び、上肢の動きを検知し、例えば上肢の動作速度が規定値を超えた場合に、訓練者900の能力を超えた難易度の訓練が与えられていると判断し、訓練の難易度を下げることができる。 The trainee 900 performs actions such as swinging both hands vigorously while bending the upper body, or pushing both hands forward vigorously while leaning forward in order to balance when the feet swing. By using the camera 380, such a large movement of the trainer 900 is detected by the movement of the upper body and the upper limbs of the trainer 900, and for example, when the movement speed of the upper limbs exceeds the specified value, the trainer 900 It can be judged that the training of the difficulty level exceeding the ability of is given, and the difficulty level of the training can be lowered.

このように、カメラ380を用いることで、手すりを掴まない訓練者900の反応を用いて訓練者900に与えている難易度が適切であるか否かを判断することができる。 In this way, by using the camera 380, it is possible to determine whether or not the difficulty level given to the trainer 900 is appropriate by using the reaction of the trainer 900 who does not grasp the handrail.

100 訓練装置
110 移動台車
121 駆動輪
122 キャスタ
130 搭乗プレート
140 荷重センサ
150 コントロールボックス
160 フレーム
161 開扉
162 手すり
170 表示パネル
200 演算処理部
201 荷重算出部
202 範囲設定部
203 移動制御部
204 難易度設定部
210 駆動輪ユニット
220 操作受付部
230 表示制御部
240 メモリ
241 課題ゲーム
242 揺動パターン
250 姿勢検知センサ
310 手すりスイッチ
320 訓練スイッチ
330 手すりスイッチ
340 手すり
350 圧力センサ
360 生体センサ
370 受信部
380 カメラ
900 訓練者
100 Training device 110 Mobile trolley 121 Drive wheel 122 Caster 130 Boarding plate 140 Load sensor 150 Control box 160 Frame 161 Open door 162 Handrail 170 Display panel 200 Calculation processing unit 201 Load calculation unit 202 Range setting unit 203 Movement control unit 204 Difficulty setting Unit 210 Drive wheel unit 220 Operation reception unit 230 Display control unit 240 Memory 241 Challenge game 242 Swing pattern 250 Attitude detection sensor 310 Handrail switch 320 Training switch 330 Handrail switch 340 Handrail 350 Pressure sensor 360 Biosensor 370 Receiver 380 Camera 900 Training person

Claims (5)

駆動部を駆動することにより移動面上を移動可能な移動台車と、
前記駆動部を駆動して、予め設定された揺動パターンに従って前記移動台車を移動させる移動制御部と、
前記移動台車に立つ訓練者の状態の乱れが所定の範囲から外れたことを検出する姿勢検知センサと、
前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の検出結果に基づき、前記揺動パターンを変更して移動台車を移動させる訓練の難易度を変更することを前記移動制御部に指示する難易度設定部と、を有し、
前記難易度設定部は、
前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が第1の規定値を超えた場合に前記難易度を低下させ、
前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が前記第1の規定値よりも大きな第3の規定値を超えた場合に前記移動制御部に前記訓練を中止することを指示するバランス訓練装置。
A mobile trolley that can move on the moving surface by driving the drive unit,
A movement control unit that drives the drive unit to move the moving carriage according to a preset swing pattern.
A posture detection sensor that detects that the disorder of the trainee standing on the mobile trolley is out of the predetermined range, and
Based on the detection result of the state of the trainee notified from the posture detection sensor, the difficulty level instructing the movement control unit to change the difficulty level of the training to move the moving carriage by changing the swing pattern. With a setting unit ,
The difficulty setting unit is
When the duration of the state in which the trainee's state collapse notified from the posture detection sensor exceeds the predetermined range exceeds the first specified value, the difficulty level is lowered.
The movement is performed when the duration of the state in which the trainee's state collapse notified from the posture detection sensor is out of the predetermined range exceeds a third specified value larger than the first specified value. A balance training device that instructs the control unit to stop the training.
前記姿勢検知センサは、前記移動台車に取り付けられる手すりに設けられる手すりスイッチ、前記手すりと前記手すりを支持する支柱との間に設けられる圧力センサ、前記訓練者の身体の一部に取り付けられ前記訓練者の生態情報を検知する生体センサ、前記移動台車に取り付けられ前記訓練者の姿勢を撮影するカメラ、の少なくとも1つを含む請求項1に記載のバランス訓練装置。 The posture detection sensor is attached to a handrail switch provided on a handrail attached to the mobile carriage, a pressure sensor provided between the handrail and a support column supporting the handrail, and a part of the trainee's body for the training. The balance training device according to claim 1, further comprising at least one of a biological sensor that detects a person's ecological information and a camera that is attached to the mobile carriage and captures the posture of the trainee. 前記難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の時間の積算値が、予め決まった長さの判定閾値期間内の所定の割合を超えた場合に前記難易度を低下させる請求項1又は2に記載のバランス訓練装置。 In the difficulty setting unit, the integrated value of the time when the collapse of the state of the trainee notified from the posture detection sensor is out of the predetermined range is within the determination threshold period of a predetermined length. The balance training device according to claim 1 or 2, which reduces the difficulty level when the predetermined ratio is exceeded. 前記難易度設定部は、前記姿勢検知センサから通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲内である状態の継続時間が、第2の規定値に基づき設定される難易度上昇判定期間以上となった場合に前記難易度を上昇させる請求項1乃至のいずれか1項記載のバランス訓練装置。 The difficulty setting unit determines the difficulty increase in which the duration of the state in which the trainee's state collapse notified from the posture detection sensor is within the predetermined range is set based on the second specified value. The balance training device according to any one of claims 1 to 3 , which increases the difficulty level when the period is exceeded. 移動面上を移動する移動台車に訓練者が立ってバランス訓練を行うバランス訓練装置の制御プログラムであって、
前記移動台車を移動させる駆動部を駆動して、予め設定された揺動パターンに従って前記移動台車を移動させる移動制御ステップと、
前記訓練者の状態の乱れが所定の範囲から外れたことを検出する姿勢検知ステップと、
前記姿勢検知ステップにおいて通知される前記訓練者の状態の検出結果に基づき、前記揺動パターンを変更して前記移動台車を移動させる訓練の難易度を変更する難易度設定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記難易度設定ステップにおいて、
前記姿勢検知ステップにおいて通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が第1の規定値を超えた場合に前記難易度を低下させ、
前記姿勢検知ステップにおいて通知される前記訓練者の状態の崩れが前記所定の範囲外となった状態の継続時間が前記第1の規定値よりも大きな第3の規定値を超えた場合に前記移動制御ステップを中止することを指示するバランス訓練装置の制御プログラム。
It is a control program of a balance training device in which a trainee stands on a moving trolley that moves on a moving surface to perform balance training.
A movement control step that drives a drive unit that moves the moving trolley to move the moving trolley according to a preset swing pattern.
A posture detection step for detecting that the trainee's state disorder is out of a predetermined range, and
Based on the detection result of the state of the trainee notified in the posture detection step, a difficulty setting step of changing the swing pattern to change the difficulty level of the training to move the moving carriage is executed on the computer. Let me
In the difficulty setting step,
When the duration of the state in which the trainee's state collapse notified in the posture detection step exceeds the predetermined range exceeds the first specified value, the difficulty level is lowered.
The movement when the duration of the state in which the trainee's state collapse notified in the posture detection step exceeds the predetermined range exceeds the third specified value larger than the first specified value. A control program for a balance training device that directs the control step to be aborted .
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